Thermische Probleme bei Transistoren

Zusammenfassung

Thermische Probleme spielen beim Transistor aus verschiedenen Gründen eine ausschlaggebende Rolle: Zum ersten hängen die Trägerbewegung und deren Verteilung und dadurch die elektrischen Eigenschaften von der momentanen Kristalltemperatur (Sperrschichttemperatur, junction temperature) ab, und diese wird wieder von der im Kristall umgesetzten elektrischen Leistung P _V bestimmt. Zum zweiten darf die Sperrschichttemperatur T _j (ϑ _j ) aus Gründen der Zuverlässigkeit und Vermeidung vorzeitiger Alterung einen bestimmten Maximalwert ϑ _{j max} (≈ 60 ... 90 °C bei Ge und 120 ... 200 °C bei Si) nicht überschreiten [10.10] [10.13] [10.20] [10.50]. Er ist durchaus mit der Umgebungstemperatur (ambient temperature) vergleichbar, und daher ist das als Arbeitsbereich ausnutzbare Temperaturintervall ϑ _{j max} — ϑ _U klein. Deshalb müssen immer Maßnahmen für eine obere Begrenzung der momentanen Sperrschichttemperatur getroffen werden. Diese sind sowohl wärmeableitender als auch schaltungstechnischer Art, die in erster Linie die thermische Stabilität zu sichern haben, letztere hauptsächlich durch Arbeitspunktstabilisierung (bias stabilization). Darunter versteht man bestimmte Schaltungsauslegungen, die der temperaturbedingten Arbeitspunktverlagerung entgegenwirken und sich demzufolge ausschließlich auf die Gleichstromschaltung erstrecken, oft aber das Wechselstromverhalten der Schaltung zwangsläufig mit beeinflussen.